低成本單片機(jī)系統(tǒng)的液晶顯示器顯示技術(shù)研究

　　1.前言

　　隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，使得電子電路的設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，單片機(jī)因?yàn)榫哂懈呒啥?、高穩(wěn)定性和成本低廉等特點(diǎn)，因而在電子設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

　　第一，使用數(shù)碼顯示管雖然成本低廉，但是顯示內(nèi)容非常有限且單一，不能滿足越來(lái)越多的顯示需求；第二，使用CRT或者彩色液晶顯示器可以顯示更多的內(nèi)容，但是存在著設(shè)計(jì)復(fù)雜化、提高設(shè)計(jì)成本和浪費(fèi)資源等弊端。因此，實(shí)際工作中迫切需要一種簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的顯示其產(chǎn)品。

　　2.基本原理

　　LC0811-SL由液晶顯示器控制器和液晶顯示器面板以及發(fā)光二極管背光三部分組成。其中液晶顯示器顯示控制器是整個(gè)顯示器的核心部分。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　2.1 電源

　　液晶顯示器使用5V直流電源，電源供給示意圖如圖2所示。

　　2.2 管腳功能定義

　　LC0811-SL具有16個(gè)管腳（PIN），具體功能定義如表1、表2所示。

　　2.3 寄存器

　　LCD控制器有2個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）。

　　指令寄存器（IR）是一個(gè)只寫寄存器，既用于存儲(chǔ)指令代碼如清顯示或者光標(biāo)移位，又用來(lái)存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)RAM（DD RAM）地址或者字符發(fā)發(fā)生器RAM（CG RAM）地址。

　　數(shù)據(jù)寄存器（DR）是一個(gè)讀寫寄存器，用于暫存對(duì)DD RAM或CG RAM讀/寫的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)寫入DR是通過(guò)一個(gè)顯示控制器的內(nèi)部操作自動(dòng)寫入到DD RAM或CG RAM.同時(shí)，DR也用來(lái)存儲(chǔ)從DD RAM或CG RAM讀出的數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)刂沸畔懭隝R，通過(guò)一個(gè)內(nèi)部操作從DD RAM或CG RAM讀出數(shù)據(jù)到DR，此時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸完全通過(guò)讀DR來(lái)完成。執(zhí)行完一個(gè)從DR的讀操作后，數(shù)據(jù)保存在DD RAM或CG RAM，下一地址送到DR，為下一個(gè)讀周期做準(zhǔn)備，如表2所示，寄存選擇器（RS）信號(hào)決定兩個(gè)寄存器中的哪一個(gè)被選中。

　　2.4 忙標(biāo)志（BF）

　　當(dāng)忙標(biāo)志位是1（即高）時(shí)執(zhí)行一個(gè)內(nèi)部操作并且下一個(gè)指令是不能被接受的。

　　當(dāng)RS=0并且執(zhí)行完一個(gè)讀操作時(shí)，忙標(biāo)志位輸出到DB7，下一個(gè)指令只有在忙標(biāo)志位為0（即低）時(shí)才能夠被寫入。

　　2.5 地址計(jì)數(shù)器（AC）

　　地址計(jì)數(shù)器分配地址給D D R A M或C GRAM，當(dāng)一個(gè)指令的地址寫入IR，地址信息從IR送到AC，這個(gè)指令同時(shí)決定DD RAM或CGRAM的選擇。從DD RAM或CG RAM完成一次讀/寫操作后，地址計(jì)數(shù)器（AC）自動(dòng)減1或者加1，當(dāng)RS=0并且讀操作完成后，AC中的內(nèi)容輸出到DB0DB0~DB7.

　　2.6 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（DD RAM）

　　DD RAM用8位字符代碼的形式來(lái)存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)，容量是80*8或者80字節(jié)，DD RAM不用于顯示時(shí)，可用作通用的數(shù)據(jù)R A M.

　　DD RAM地址是用AC來(lái)設(shè)置并且用16進(jìn)制表示，這個(gè)地址計(jì)數(shù)器可以通過(guò)“Set DD RAMAddress”指令進(jìn)行寫操作，用“Read BusFlag and Address”指令進(jìn)行讀操作。如圖3所示，在讀/寫時(shí)，數(shù)據(jù)位DB0~DB6代表DDRAM地址，DB7為忙標(biāo)志位。

　　2.7 字符發(fā)生器ROM（CG ROM）

　　字符發(fā)生器ROM（CG ROM）從8位字符代碼產(chǎn)生5×7點(diǎn)陣或者5×10點(diǎn)陣字符圖形，能夠產(chǎn)生等于192種5×7點(diǎn)陣字符圖形和32種5×10點(diǎn)陣字符圖形。

　　1.前言

　　隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展，使得電子電路的設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，單片機(jī)因?yàn)榫哂懈呒啥?、高穩(wěn)定性和成本低廉等特點(diǎn)，因而在電子設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

　　第一，使用數(shù)碼顯示管雖然成本低廉，但是顯示內(nèi)容非常有限且單一，不能滿足越來(lái)越多的顯示需求；第二，使用CRT或者彩色液晶顯示器可以顯示更多的內(nèi)容，但是存在著設(shè)計(jì)復(fù)雜化、提高設(shè)計(jì)成本和浪費(fèi)資源等弊端。因此，實(shí)際工作中迫切需要一種簡(jiǎn)單實(shí)用，成本低廉，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的顯示其產(chǎn)品。

　　2.基本原理

　　LC0811-SL由液晶顯示器控制器和液晶顯示器面板以及發(fā)光二極管背光三部分組成。其中液晶顯示器顯示控制器是整個(gè)顯示器的核心部分。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　2.1 電源

　　液晶顯示器使用5V直流電源，電源供給示意圖如圖2所示。

　　2.2 管腳功能定義

　　LC0811-SL具有16個(gè)管腳（PIN），具體功能定義如表1、表2所示。

　　2.3 寄存器

　　LCD控制器有2個(gè)8位寄存器，指令寄存器（IR）和數(shù)據(jù)寄存器（DR）。

　　指令寄存器（IR）是一個(gè)只寫寄存器，既用于存儲(chǔ)指令代碼如清顯示或者光標(biāo)移位，又用來(lái)存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)RAM（DD RAM）地址或者字符發(fā)發(fā)生器RAM（CG RAM）地址。

　　數(shù)據(jù)寄存器（DR）是一個(gè)讀寫寄存器，用于暫存對(duì)DD RAM或CG RAM讀/寫的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)寫入DR是通過(guò)一個(gè)顯示控制器的內(nèi)部操作自動(dòng)寫入到DD RAM或CG RAM.同時(shí)，DR也用來(lái)存儲(chǔ)從DD RAM或CG RAM讀出的數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)刂沸畔懭隝R，通過(guò)一個(gè)內(nèi)部操作從DD RAM或CG RAM讀出數(shù)據(jù)到DR，此時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸完全通過(guò)讀DR來(lái)完成。執(zhí)行完一個(gè)從DR的讀操作后，數(shù)據(jù)保存在DD RAM或CG RAM，下一地址送到DR，為下一個(gè)讀周期做準(zhǔn)備，如表2所示，寄存選擇器（RS）信號(hào)決定兩個(gè)寄存器中的哪一個(gè)被選中。

　　2.4 忙標(biāo)志（BF）

　　當(dāng)忙標(biāo)志位是1（即高）時(shí)執(zhí)行一個(gè)內(nèi)部操作并且下一個(gè)指令是不能被接受的。

　　當(dāng)RS=0并且執(zhí)行完一個(gè)讀操作時(shí)，忙標(biāo)志位輸出到DB7，下一個(gè)指令只有在忙標(biāo)志位為0（即低）時(shí)才能夠被寫入。

　　2.5 地址計(jì)數(shù)器（AC）

　　地址計(jì)數(shù)器分配地址給D D R A M或C GRAM，當(dāng)一個(gè)指令的地址寫入IR，地址信息從IR送到AC，這個(gè)指令同時(shí)決定DD RAM或CGRAM的選擇。從DD RAM或CG RAM完成一次讀/寫操作后，地址計(jì)數(shù)器（AC）自動(dòng)減1或者加1，當(dāng)RS=0并且讀操作完成后，AC中的內(nèi)容輸出到DB0DB0~DB7.

　　2.6 顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（DD RAM）

　　DD RAM用8位字符代碼的形式來(lái)存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)，容量是80*8或者80字節(jié)，DD RAM不用于顯示時(shí)，可用作通用的數(shù)據(jù)R A M.

　　DD RAM地址是用AC來(lái)設(shè)置并且用16進(jìn)制表示，這個(gè)地址計(jì)數(shù)器可以通過(guò)“Set DD RAMAddress”指令進(jìn)行寫操作，用“Read BusFlag and Address”指令進(jìn)行讀操作。如圖3所示，在讀/寫時(shí)，數(shù)據(jù)位DB0~DB6代表DDRAM地址，DB7為忙標(biāo)志位。

　　2.7 字符發(fā)生器ROM（CG ROM）

　　字符發(fā)生器ROM（CG ROM）從8位字符代碼產(chǎn)生5×7點(diǎn)陣或者5×10點(diǎn)陣字符圖形，能夠產(chǎn)生等于192種5×7點(diǎn)陣字符圖形和32種5×10點(diǎn)陣字符圖形。